三维定常问题的高阶紧致格式向非定常问题的推广

来源 :2006中国工程热物理学会热机气动力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:arenlin
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将已经建立的求解三维定常对流扩散方程的高阶紧致差分格式直接推广到三维非定常对流扩散方程的数值求解,时间导数项利用二阶的向后欧拉差分公式,因此所得到的高阶隐式紧致差分格式时间为二阶精度,空间为四阶精度,并且是无条件稳定的.为了加快传统迭代法在求解隐格式时在每一个时间步上的迭代收敛速度,采用了多重网格加速技术.数值实验结果验证了本文方法是精确的、稳健的,并且可以适用于高雷诺数问题的计算。
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使用CFD软件CFX数值模拟了不同漩流条件下大功率汽轮机低压排汽系统实验模型内部的复杂三维流动,定义了衡量非轴对称流场周向不均匀程度的周向不均匀系数.通过对不同漩流条件下计算得到的总压损失系数、静压恢复系数、周向不均匀系数以及缸内流场的对比分析,发现来流在不同径向位置处的切向角对排汽缸内流动有不同的影响,在此基础上提出了能改善排汽缸气动性能的来流切向气流角分布并进行了数值验证分析。
空化流场中,不可压液体与可压气体并存;流场中的相变导致了复杂的热物理过程;汽泡壁附近密度变化大,流场不连续.现有的计算流体力学理论与方法无法对如此复的物理现象准确模拟.本文采用基于压力、速度与焓为原始变量的预处理方法,用能量方程取代传统的非物理的空化模型,用Roe格式捕获问断面,构建既适用于饱和区、也适用于液体及气体区的饱和参数求解方法,建立一套解决空化流动问题的新方法,算例表明,新方法可以捕获流
非定常性是叶轮机械内流动的本质属性.本文采用Jameson提出的双重时间步法,使用有限体积法进行空间离散,求解可压缩的雷诺平均Navier-Stokes方程,采用Baldwin-Lomax模型对控制方程进行封闭,实现了多叶片排非定常流动的三维数值模拟.并使用该程序对某无导叶对转涡轮的流场进行了计算,通过与商业软件Numeca计算结果的比较分析,初步校核验证了程序的准确性和可靠性,为下一步工作提供了
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